JPH0995795A - Zinc-nickel alloy electroplated steel sheet excellent in plating adhesion and chemical convertibility - Google Patents

Zinc-nickel alloy electroplated steel sheet excellent in plating adhesion and chemical convertibility

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JPH0995795A
JPH0995795A JP25606495A JP25606495A JPH0995795A JP H0995795 A JPH0995795 A JP H0995795A JP 25606495 A JP25606495 A JP 25606495A JP 25606495 A JP25606495 A JP 25606495A JP H0995795 A JPH0995795 A JP H0995795A
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JP
Japan
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plating
steel sheet
chemical conversion
alloy
electroplated steel
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JP25606495A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Hasegawa
和広 長谷川
Naomasa Nakakouji
尚匡 中小路
Tomokatsu Katagiri
知克 片桐
Shuichi Asahina
秀一 朝比奈
Kazuo Mochizuki
一雄 望月
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a Zn-Ni alloy electroplated steel sheet excellent in chemical convertibility. SOLUTION: This Zn-Ni alloy electroplated steel sheet excellent in plating adhesion and chemical convertibility is the one in which at least one side of a steel sheet is applied with a plating layer contg., by weight, 8 to 18% Ni, 5 to 100ppm Sn or In or both of Sn and In by 5 to 100ppm in total. Furthermore, at the time of applying Zn-Ni alloy electroplating to the steel sheet, it is executed in such a manner that the concn. of Ni<2+> in the plating bath is regulated to 10 to 50g/l, the concn. of Zn<2+> is regulated to 50 to 200g/l, the mollar concn. ratio of Ni<2+> /Zn<2+> is regulated to 0.05 to 0.4, furthermore, Sn or In is allowed to contain by 0.05 to 5ppm or both of Sn and In by 0.05 to 5ppm in total, the pH in the plating bath is regulated to 3.0 to 5.5, and the bath temp. is regulated to <=70 deg.C. Thus, the objective Zn-Ni alloy electroplated steel sheet excellent in plating adhesion and chemical convertibility can be produced.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、自動車、家電、建材等
に利用されるZn−Ni系合金電気めっき鋼板に関し、その
中でも特に、従来材に比べて化成処理性に優れた自動車
用Zn−Ni系合金電気めっき鋼板に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a Zn-Ni alloy electroplated steel sheet used for automobiles, home appliances, building materials and the like, and in particular, Zn-for automobiles having excellent chemical conversion treatability as compared with conventional materials. Ni-based alloy electroplated steel sheet.

【0002】[0002]

【従来の技術】めっき鋼板は、例えば自動車用鋼板とし
て用いられる場合は、リン酸塩処理等の化成処理が行わ
れ、これにより形成されたリン酸塩皮膜の性状は、後工
程の塗装系で形成される塗膜の総合的性能に大きく影響
をおよぼす。一方、従来から、種々の自動車用防錆鋼板
が開発されてきたが、自動車産業で工業的に使用されて
いるものは、わずか数種類にとどまっている。その中
で、高耐食性表面処理鋼板として、Zn−Ni系合金電気め
っき鋼板の需要は増大の一途をたどっている。
2. Description of the Related Art When a plated steel sheet is used as a steel sheet for automobiles, for example, it is subjected to chemical conversion treatment such as phosphate treatment. It has a great influence on the overall performance of the coating film formed. On the other hand, various kinds of anticorrosive steel sheets for automobiles have been developed so far, but only a few kinds are industrially used in the automobile industry. Among them, the demand for Zn-Ni alloy electroplated steel sheets as high corrosion-resistant surface-treated steel sheets is ever increasing.

【0003】これは、Zn−Ni系合金電気めっきは、溶融
亜鉛めっきや合金化溶融亜鉛めっきより、めっき付着量
制御が容易であり、さらに薄目付化が簡単であるため、
溶接によるチップの寿命延長が可能になり、また厚目付
溶融亜鉛めっきなどに比べて裸耐食性も優れているから
である。Zn−Ni系合金電気めっき鋼板の製造方法とし
て、特開昭55−131193号公報、特開昭55−152194号公
報、特開昭57−164999号公報等があげられる。
This is because Zn-Ni alloy electroplating is easier to control the coating amount and is easier to make a thinner weight than hot-dip galvanizing or alloying hot-dip galvanizing.
This is because the life of the tip can be extended by welding, and the bare corrosion resistance is superior to that of hot-dip galvanizing with heavy weight. Examples of the method for producing a Zn-Ni alloy electroplated steel sheet include JP-A-55-131193, JP-A-55-152194, and JP-A-57-164999.

【0004】これらは、いずれもめっき浴組成の規定や
めっき条件の規定により、Zn−Niめっき鋼板を安定して
製造する技術に主眼がおかれている。ところが、これら
の方法によって得られたZn−Ni系合金電気めっき鋼板
は、自動車製造工程における塗装ラインにおいて、ムラ
や凹凸等の化成処理不良が発生することが明らかになっ
たため、その防止に種々の検討が行われた。
All of these are focused on the technique for stably producing a Zn-Ni plated steel sheet according to the regulation of the plating bath composition and the regulation of the plating conditions. However, Zn-Ni alloy electroplated steel sheets obtained by these methods have been found to cause chemical conversion treatment defects such as unevenness and unevenness in the coating line in the automobile manufacturing process, and therefore various preventive measures have been taken. A review was made.

【0005】その結果、化成処理性向上を目的として、
Zn−Ni系合金電気めっき鋼板の表層制御技術が開示され
た。Zn−Ni系合金電気めっき鋼板の表層制御技術を開示
した方法として、特開昭58−45382 号公報、特開昭62−
294197号公報、特開昭63−26396 号公報、特開昭63−93
879 号公報、特開平1−255676号公報、特開平1−1984
98号公報、特開平2−259095号公報、特開平2−277796
号公報等があげられる。
As a result, for the purpose of improving the chemical conversion processability,
A surface layer control technique for a Zn-Ni alloy electroplated steel sheet has been disclosed. As a method for disclosing a surface layer control technique for a Zn-Ni alloy electroplated steel sheet, JP-A-58-45382 and JP-A-62-45382 are disclosed.
294197, JP 63-26396, JP 63-93
879, JP 1-255676, JP 1-1984
98, JP-A-2-259095, JP-A-2-277796
And the like.

【0006】特開昭58−45382 号公報は、Zn−Ni系合金
電気めっき鋼板に、pH2.5 以下の酸性液を接触させる前
処理を施すことを特徴とする、化成処理性に優れたZn−
Niめっき鋼板の製造方法を開示している。特開昭62−29
4197号公報においては、Zn−Niめっきの外層をめっき液
もしくは酸液中で処理してめっき表面を活性化する方法
が開示されている。
Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 58-45382 discloses a Zn-Ni alloy electroplated steel sheet, which is characterized by subjecting it to a pretreatment in which an acidic liquid having a pH of 2.5 or less is brought into contact with Zn, which has excellent chemical conversion treatment properties. −
A method for manufacturing a Ni-plated steel sheet is disclosed. JP 62-29
Japanese Patent No. 4197 discloses a method of activating the plating surface by treating the outer layer of Zn-Ni plating in a plating solution or an acid solution.

【0007】特開昭63−26396 号公報においては、Zn−
Ni系合金電気めっき層の一部を鉱酸や有機酸等で溶解さ
せるか、または、鋼板をアノード側として逆電解する方
法が開示されている。特開昭63−93879 号公報は、電気
Zn−Ni合金めっきの表層部は亜鉛リッチになっているた
め、めっき表層部を弱酸性の溶液で0.01〜1g/m2の範囲
でエッチング処理することにより、化成処理性の優れた
Zn−Niめっき鋼板を得る技術を開示している。この場合
の弱酸性の溶液として、Zn−Niめっき液、希硫酸または
希塩酸が開示されている。
In Japanese Patent Laid-Open No. 63-26396, Zn-
A method is disclosed in which a part of the Ni-based alloy electroplating layer is dissolved with a mineral acid, an organic acid, or the like, or reverse electrolysis is performed with the steel sheet as the anode side. JP 63-93879 A
Since the surface layer of Zn-Ni alloy plating is rich in zinc, excellent chemical conversion treatment was achieved by etching the surface layer of the plating with a weakly acidic solution in the range of 0.01 to 1 g / m 2 .
A technique for obtaining a Zn-Ni plated steel sheet is disclosed. As a weakly acidic solution in this case, a Zn-Ni plating solution, diluted sulfuric acid or diluted hydrochloric acid is disclosed.

【0008】特開平1−255676号公報には、鋼板にZn−
Ni合金を連続電気めっきした後、そのめっき皮膜をオル
ソケイ酸ソーダ等のpH11以上の強アルカリ液で処理し、
めっき表面に不均一に形成されている酸化膜を強制的に
溶解除去することにより、化成処理性を向上させる方法
が開示されている。特開平1−198498号公報には、Zn−
Ni系合金めっきを施した後、無電解めっきによってNiを
特定量付着させることにより、化成処理性を向上させる
方法が開示されている。
Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-255676 discloses a steel sheet containing Zn--
After continuous electroplating of Ni alloy, the plating film is treated with a strong alkaline solution of pH 11 or more such as sodium orthosilicate,
A method for improving chemical conversion treatability by forcibly dissolving and removing an oxide film formed unevenly on the plating surface is disclosed. Japanese Patent Laid-Open No. 1-198498 discloses Zn-
A method of improving chemical conversion treatability by depositing a specific amount of Ni by electroless plating after performing Ni-based alloy plating is disclosed.

【0009】特開平2−259095号公報は、めっき浴中の
Ni2+、Zn2+濃度を規制し、Sr化合物またはBa化合物およ
び微量のPbを含有させためっき浴で電気めっきを行うこ
とにより、化成処理性に優れためっきを得る技術を開示
している。特開平2−277796号公報は、Pb溶存量を規定
しためっき浴中でZn−Niめっきを施すことにより、化成
処理性に優れたZn−Niめっき鋼板を得る技術を開示して
いる。
Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2-259095 discloses that a plating bath
Disclosed is a technique for obtaining plating with excellent chemical conversion treatability by controlling the Ni 2+ and Zn 2+ concentrations and performing electroplating in a plating bath containing a Sr compound or Ba compound and a trace amount of Pb. . Japanese Patent Laid-Open No. 2-277796 discloses a technique for obtaining a Zn-Ni plated steel sheet having excellent chemical conversion treatability by performing Zn-Ni plating in a plating bath in which the amount of Pb dissolved is specified.

【0010】特公平6−80194 号公報は、Zn−Ni合金電
気めっき層中に、Sr化合物および/またはBa化合物をSr
および/またはBaとして10〜1000ppm 、Pbを50〜200ppm
含有する化成処理性に優れたZn−Ni系電気めっき鋼板を
開示している。以上、従来のZn−Ni系合金電気めっき鋼
板の製造方法に関して述べたが、前記従来技術は下記の
問題点を有している。
Japanese Patent Publication No. 6-80194 discloses that a Sr compound and / or a Ba compound is added to the Zn-Ni alloy electroplating layer.
And / or 10 to 1000ppm as Ba, 50 to 200ppm Pb
Disclosed is a Zn-Ni-based electroplated steel sheet having excellent chemical conversion treatability. The method for manufacturing the conventional Zn-Ni alloy electroplated steel sheet has been described above, but the conventional technology has the following problems.

【0011】前記の特開昭58−45382 号公報、特開昭62
−294197号公報、特開昭63−26396号公報、特開昭63−9
3879 号公報、特開平1−255676号公報および特開平1
−198498号公報に記載された方法は、いずれもめっき表
層に形成される亜鉛リッチな層を、酸性液もしくはアル
カリ性液を用いて除去し、めっき表層を均一化すること
によって、化成処理性を向上させることを目的としてい
る。
The above-mentioned JP-A-58-45382 and JP-A-62.
-294197, JP 63-26396, JP 63-9
3879, JP-A-1-255676, and JP-A-1
The method described in Japanese Patent Publication No. 198498 improves the chemical conversion treatability by removing the zinc-rich layer formed on the plating surface layer by using an acidic solution or an alkaline solution and homogenizing the plating surface layer. The purpose is to let.

【0012】ところが、これらの公報で開示された方法
は、いずれも後処理液を用いて亜鉛リッチな層を完全に
除去することを前提としたものであり、めっき原単位の
増加をもたらすとともに、部分的なポストディップ処理
により、かえってめっき表面を不均一にしてしまう可能
性があった。例えば、めっき液を用いたポストディップ
処理では、めっき表面の亜鉛リッチな層が優先的に溶解
されると同時にニッケルが置換析出するが、その過程で
ニッケルリッチな層が形成されるため、結果としてめっ
き面の不均一さが増幅される可能性がある。
However, all the methods disclosed in these publications are based on the premise that the zinc-rich layer is completely removed by using a post-treatment liquid, which leads to an increase in the plating unit consumption and The partial post-dip treatment may rather make the plating surface non-uniform. For example, in the post-dip treatment using a plating solution, the zinc-rich layer on the plating surface is preferentially dissolved and nickel is displaced and deposited at the same time, but as a result, a nickel-rich layer is formed in the process. The unevenness of the plated surface may be amplified.

【0013】また、酸性液またはアルカリ性液を用いて
亜鉛リッチ層を除去する場合には、前述の現象は起こら
ないが、めっき層の内部応力が緩和されるため、めっき
層内に無数のクラックが発生する。その結果、めっき密
着性が急激に低下するのである。以上のことから、亜鉛
リッチ層を完全に除去する方法は長所もあるが、上記の
ごとき欠点も有するのである。
Further, when the zinc-rich layer is removed by using an acidic solution or an alkaline solution, the above-mentioned phenomenon does not occur, but since the internal stress of the plating layer is relaxed, countless cracks are formed in the plating layer. appear. As a result, the plating adhesion is drastically reduced. From the above, although the method of completely removing the zinc-rich layer has advantages, it also has the above-mentioned drawbacks.

【0014】また前記の特開平2−259095号公報、特開
平2−277796号公報に開示された技術は、めっき浴中成
分を規定することにより、化成処理性に優れたZn−Ni系
合金電気めっきを得ようとしたものである。これらの技
術に共通するのは、めっき浴中に規定量の鉛イオンを含
有することを特徴としていることであるが、鉛イオンは
めっき密着性を低下させる金属であり、従来はそれらを
除去するために種々の検討がなされたことを考慮すれ
ば、必ずしも満足のいく方法ではないことは明らかであ
る。
The techniques disclosed in the above-mentioned JP-A-2-259095 and JP-A-2-277796 disclose a Zn--Ni alloy alloy excellent in chemical conversion treatability by defining the components in the plating bath. It is an attempt to obtain plating. The common feature of these technologies is that the plating bath contains a specified amount of lead ions. However, lead ions are a metal that reduces plating adhesion, and conventionally they are removed. It is clear that this is not always a satisfactory method in view of the fact that various studies have been carried out.

【0015】また、前記技術の致命的欠陥は、めっき表
層の亜鉛リッチ層を単に除去することに主眼が置かれて
いることであり、亜鉛リッチ層量が化成処理性に与える
影響については全く考慮されていないことである。すな
わち、前記技術を用いてZn−Ni系合金電気めっきを行っ
た場合でも、必ずしもすべてが化成処理性に優れている
わけではなかったのである。特に、化成処理性は、その
前工程である脱脂条件によって決定されることも多く、
脱脂液の更新がほとんどなされない製造現場では、脱脂
液の劣化により化成処理不良が発生する可能性が大きか
った。
The fatal deficiency of the above technique is that the main purpose is to simply remove the zinc-rich layer on the surface of the plating, and the effect of the amount of zinc-rich layer on the chemical conversion treatability is completely taken into consideration. That is not done. That is, even when Zn-Ni alloy electroplating was performed using the above technique, not all were excellent in chemical conversion treatability. In particular, the chemical conversion treatability is often determined by the degreasing conditions that are the previous step,
At manufacturing sites where the degreasing liquid is rarely renewed, deterioration of the degreasing liquid was likely to cause chemical conversion treatment failure.

【0016】また前記の特公平6−80194 号公報に開示
された方法は、Zn−Ni合金電気めっき層中に、Sr、Ba、
Pbなどを含有させることにより、化成処理性の向上を図
ったものであり、前記の技術とは手法が異なっている。
しかし、本技術の欠点は、Pbをめっき液中に含有させ、
しかもめっき層中にもそれを析出させたことである。す
なわち、Pbは塗装後の塗膜密着性を大幅に低下させる金
属であることが公知であり、化成処理性向上のためだけ
にPbを使用するのは、めっき鋼板の特性維持の観点から
好ましくない。
The method disclosed in the above Japanese Patent Publication No. 6-80194 is such that Sr, Ba,
By containing Pb and the like, the chemical conversion treatability is improved, and the method is different from the above technique.
However, the drawback of this technique is that Pb is contained in the plating solution,
Moreover, it was also deposited in the plating layer. That is, it is known that Pb is a metal that significantly reduces the adhesion of the coating film after coating, and it is not preferable to use Pb only to improve the chemical conversion treatability from the viewpoint of maintaining the properties of the plated steel sheet. .

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来技
術の有する問題点をすべて解決した、化成処理性に優れ
たZn−Ni系合金電気めっき鋼板およびその製造方法を提
供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a Zn-Ni alloy electroplated steel sheet having excellent chemical conversion treatability and a method for producing the same, which solves all the problems of the prior art.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】第1の発明は、鋼板の少
なくとも一方の面に、Ni含有率が8〜18wt%で、Snおよ
び/またはInを合計量で5〜100ppm含有するめっき層を
有することを特徴とするめっき密着性および化成処理性
に優れたZn−Ni系合金電気めっき鋼板である。第2の発
明は、鋼板にZn−Ni系合金電気めっきを行うに際し、め
っき浴中のNi 2+濃度を10〜50g/l 、Zn2+濃度を50〜200g
/l、Ni2+/Zn2+のモル濃度比を0.05〜0.4 とし、さらに
Snおよび/またはInを合計量で0.05〜5ppm 含有せし
め、めっき浴pHを3.0 〜5.5 、浴温を70℃以下として電
気めっきを行うことを特徴とするめっき密着性および化
成処理性に優れたZn−Ni系合金電気めっき鋼板の製造方
法である。
The first invention is to reduce the number of steel plates.
If at least one surface has a Ni content of 8-18 wt%, Sn and
And / or In containing a plating layer containing 5 to 100 ppm in total
Plating adhesion and chemical conversion treatability characterized by having
Excellent Zn-Ni alloy electroplated steel sheet. Second departure
Ming is, when performing Zn-Ni alloy electroplating on steel sheets,
Ni in the bath 2+Concentration 10 ~ 50g / l, Zn2+50-200g concentration
/ l, Ni2+/ Zn2+The molar concentration ratio of 0.05 to 0.4, and
Contain 0.05 to 5 ppm of Sn and / or In in total
Therefore, the plating bath pH should be 3.0 to 5.5 and the bath temperature should be 70 ° C or less.
Plating adhesion and conversion characterized by vapor plating
Manufacturing method of Zn-Ni alloy electroplated steel sheet with excellent processability
Is the law.

【0019】なお、前記本発明において、1ppmとは
いずれも1×10-4wt%を示す。
In the present invention, 1 ppm means 1 × 10 −4 wt%.

【0020】[0020]

【作用】本発明で対象とするZn−Ni系合金電気めっき鋼
板とは、Zn-Ni 、Zn-Ni-Cr、Zn-Ni-Co、Zn-Ni-Fe、Zn-N
i-Fe-Cr などの合金めっきを有する合金電気めっき鋼板
や、これらの合金めっき中にSiO2、TiO2、Al2O3 などの
酸化物微粒子を含有するものも含む。
[Function] The Zn-Ni alloy electroplated steel sheet targeted by the present invention means Zn-Ni, Zn-Ni-Cr, Zn-Ni-Co, Zn-Ni-Fe, Zn-N.
It also includes alloy electroplated steel sheets having alloy plating such as i-Fe-Cr, and those containing oxide fine particles such as SiO 2 , TiO 2 , and Al 2 O 3 in these alloy plating.

【0021】本発明のめっき鋼板においては、これらい
ずれのめっきにおいても、めっき層のNi含有率は8〜18
wt%、好ましくは10〜15wt%である必要がある。8wt%
未満では、めっきの耐食性が十分に確保できず、逆に18
wt%超えではめっき密着性の低下が問題となるためであ
る。本発明においては、ZnおよびNiの他に、Snおよび/
またはInをめっき層中に含有することが必要である。
In the plated steel sheet of the present invention, the Ni content of the plated layer is 8 to 18 in any of these platings.
It should be wt%, preferably 10-15 wt%. 8 wt%
If it is less than 18, the corrosion resistance of the plating cannot be sufficiently secured.
This is because if it exceeds wt%, the deterioration of plating adhesion becomes a problem. In the present invention, in addition to Zn and Ni, Sn and / or
Alternatively, it is necessary to contain In in the plating layer.

【0022】Sn、Inは、それらのいずれかを単独で含有
せしめる場合は、めっき層のSnまたはInの含有量が5〜
100ppmとなるようにし、SnおよびInの両者を含有せしめ
る場合は、それらの合計量が同じく5〜100ppmとなるよ
うにする。5ppm 未満では、化成処理性向上効果が十分
ではなく、化成処理時に鋼板表面に部分的にムラなどの
表面欠陥が生じるため好ましくない。逆に100ppmを超え
ると、Zn-Ni 合金めっきの有する優れた耐食性を低下さ
せる可能性があるため好ましくない。
When Sn or In is contained alone, the content of Sn or In in the plating layer is 5 to 5.
When it contains both Sn and In, the total amount thereof should be 5 to 100 ppm. If it is less than 5 ppm, the effect of improving the chemical conversion treatment property is not sufficient, and surface defects such as unevenness partially occur on the surface of the steel sheet during the chemical conversion treatment, which is not preferable. On the contrary, if it exceeds 100 ppm, the excellent corrosion resistance of the Zn-Ni alloy plating may be deteriorated, which is not preferable.

【0023】また、SnまたはInを単独で多量に添加する
より、両者を添加することが化成処理性および密着性が
さらに向上するため、より好ましい。めっき付着量は特
には制限しないが、耐食性向上を目的とするならば、鋼
板片面当たり10g/m2以上が好ましく、より好ましくは20
〜40g/m2の範囲が好ましい。次に、本発明の製造方法に
ついて述べる。
Further, it is more preferable to add both of Sn and In than to add them in a large amount, because the chemical conversion treatability and the adhesion are further improved. The coating amount is not particularly limited, but if the purpose is to improve corrosion resistance, it is preferably 10 g / m 2 or more per one side of the steel plate, and more preferably 20 g / m 2.
The range of -40 g / m 2 is preferred. Next, the manufacturing method of the present invention will be described.

【0024】めっき浴中のNi2+濃度は、10〜50g/l とす
る必要がある。10g/l 未満では、金属イオンのカソード
側への拡散が律速になり電流効率が低下し、均一な合金
めっきが得られない。50g/l を超えると、他の金属イオ
ン濃度にもよるが、Niの析出が起こり易くなり、安定し
た操業が行い難くなるために好ましくない。めっき浴中
のZn2+濃度は、50〜200g/lとする必要がある。50g/l 未
満では、電流効率低下による不均一めっきが生じる可能
性があり、逆に200g/lを超えた場合は、Znの析出が起こ
り易くなるために好ましくない。
The Ni 2+ concentration in the plating bath should be 10 to 50 g / l. If it is less than 10 g / l, the diffusion of metal ions to the cathode side is rate-determining, the current efficiency is reduced, and uniform alloy plating cannot be obtained. When it exceeds 50 g / l, although it depends on the concentration of other metal ions, precipitation of Ni is likely to occur and stable operation becomes difficult, which is not preferable. The Zn 2+ concentration in the plating bath should be 50 to 200 g / l. If it is less than 50 g / l, non-uniform plating may occur due to a decrease in current efficiency, and if it exceeds 200 g / l, Zn precipitation is likely to occur, which is not preferable.

【0025】Ni2+/Zn2+のモル濃度比は0.05から0.4 と
する必要がある。すなわち、0.05未満では、通常の操業
範囲内で電流密度、めっき液流速、ライン速度等のめっ
き条件を調整しても、Ni含有率が8wt%以上の合金めっ
きを得ることは難しく、逆に0.4 を超えるとNi含有率が
18wt%を超えるため好ましくない。本発明においては、
めっき浴中にZn2+およびNi2+の他に、Snおよび/または
Inを含有することが必要である。
The molar concentration ratio of Ni 2+ / Zn 2+ must be 0.05 to 0.4. That is, if it is less than 0.05, it is difficult to obtain an alloy plating having a Ni content of 8 wt% or more even if the plating conditions such as the current density, the plating solution flow rate and the line speed are adjusted within the normal operating range. Ni content exceeds
It is not preferable because it exceeds 18 wt%. In the present invention,
In addition to Zn 2+ and Ni 2+ in the plating bath, Sn and / or
It is necessary to contain In.

【0026】Sn、Inは、それらのいずれかを単独でめっ
き層に含有せしめる場合は、めっき液中のSnまたはInの
含有量を0.05〜5ppm とする。また、SnおよびInの両者
をめっき層に含有せしめる場合は、めっき液中のSnおよ
びInの含有量の合計を前記と同じく、0.05〜5ppm とす
る。0.05ppm 未満では、Zn-Ni 系合金めっき層中へのそ
れらの元素の所定析出量の確保が困難で、化成処理性向
上を達成するのは困難である。逆に、5ppm を超える
と、めっき層中への共析量が過剰となり、めっきそのも
のの耐食性を低下させる場合があるために好ましくな
い。
When any one of Sn and In is contained in the plating layer, the content of Sn or In in the plating solution is 0.05 to 5 ppm. When both Sn and In are contained in the plating layer, the total content of Sn and In in the plating solution is set to 0.05 to 5 ppm as described above. If it is less than 0.05 ppm, it is difficult to secure the predetermined precipitation amounts of those elements in the Zn-Ni alloy plating layer, and it is difficult to improve the chemical conversion treatability. On the contrary, if it exceeds 5 ppm, the amount of eutectoid in the plating layer becomes excessive, which may reduce the corrosion resistance of the plating itself, which is not preferable.

【0027】なお、めっき液中のSn、In含有量として
は、金属およびイオンの合計量が前記範囲内となるよう
にする。めっき浴pHは、3.0 〜5.5 の範囲、好ましくは
3.5 〜5.0 の範囲が好適である。3.0 未満では、めっき
層に共析するSnおよび/またはIn量が所定量に達しない
可能性があり、逆に5.5 を超えると焼けめっきしか得ら
れないために好ましくない。
The Sn and In contents in the plating solution are such that the total amount of metal and ions is within the above range. The pH of the plating bath is in the range of 3.0 to 5.5, preferably
A range of 3.5 to 5.0 is suitable. If it is less than 3.0, the amount of Sn and / or In codeposited in the plating layer may not reach a predetermined amount, and if it exceeds 5.5, only burnt plating can be obtained, which is not preferable.

【0028】めっき浴温は、70℃以下、好ましくは35〜
65℃の範囲とする。70℃超えの場合、装置の腐食が生じ
易く、かつ不経済でもある。また、35℃未満のめっき浴
温では、Ni含有率を所定量にするための制御が困難にな
り、かつ高電流密度操業が困難であるなどの欠点を有す
る。めっき浴としてはSn、Inの溶解性の点から、塩化物
浴が好ましく、その場合、NH4Cl 、KCl 、NaClなどの電
導助剤を用いることができる。
The plating bath temperature is 70 ° C. or lower, preferably 35 to
It shall be in the range of 65 ℃. If the temperature exceeds 70 ° C, corrosion of the equipment is likely to occur and it is uneconomical. Further, when the plating bath temperature is lower than 35 ° C., it is difficult to control the Ni content to a predetermined amount, and it is difficult to operate at high current density. The plating bath is preferably a chloride bath from the viewpoint of the solubility of Sn and In, and in that case, a conduction aid such as NH 4 Cl, KCl or NaCl can be used.

【0029】なお、実操業における電流密度やめっき液
流速については、ラインに適した条件を採用すればよい
が、電流密度は40〜150A/dm2、めっき液流速は30〜150m
/minが実用的な範囲である。Sn、Inの供給は、金属の電
解による方法、金属を塩酸、硫酸等の酸で溶解させる方
法、硫酸化合物、炭酸化合物、塩化物等の粉末を浴に直
接供給する方法などがあげられるが、必ずしもこれらに
限定されるものではない。
Regarding the current density and the plating solution flow rate in actual operation, conditions suitable for the line may be adopted. The current density is 40 to 150 A / dm 2 , and the plating solution flow rate is 30 to 150 m.
/ min is a practical range. Examples of the supply of Sn and In include a method of electrolyzing a metal, a method of dissolving a metal with an acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid, a method of directly supplying a powder of a sulfuric acid compound, a carbonic acid compound, a chloride or the like to a bath, It is not necessarily limited to these.

【0030】[0030]

【実施例】電気めっきラインにおいて、めっき浴組成、
電解条件を表2に示す組成、条件となるように設定し、
亜鉛リッチ層量が異なる種々のめっき鋼板を製造し、得
られためっき鋼板を 300×300mm に切断後、下記の化成
処理試験、めっき密着性試験に供した。なお、めっき浴
を構成する主成分は、塩化亜鉛、塩化ニッケルおよび塩
化カリウムである。
[Example] In the electroplating line, the plating bath composition,
The electrolysis conditions were set so as to have the composition and conditions shown in Table 2,
Various plated steel sheets having different amounts of zinc-rich layers were manufactured, the obtained plated steel sheets were cut into 300 × 300 mm pieces, and then subjected to the following chemical conversion treatment test and plating adhesion test. The main constituents of the plating bath are zinc chloride, nickel chloride and potassium chloride.

【0031】〔化成処理試験〕化成処理試験には、日本
パーカライジング(株)製PB−L3020 システムを用い、
リン酸亜鉛処理を行った。PB−L3020 システムの概要
は、表1に示すメーカー〔日本パーカライジング
(株)〕の推奨条件とした。なお、脱脂液pHは、工程生
産時における脱脂液の劣化(pHの低下)を考慮して、pH
=10とした(新規建浴時:pH=12)。
[Chemical conversion treatment test] In the chemical conversion treatment test, a PB-L3020 system manufactured by Nippon Parkerizing Co., Ltd. was used,
Zinc phosphate treatment was performed. The outline of the PB-L3020 system is the recommended conditions of the manufacturer [Nihon Parkerizing Co., Ltd.] shown in Table 1. Note that the pH of the degreasing liquid should be adjusted in consideration of deterioration (decrease in pH) of the degreasing liquid during process production.
= 10 (new bath: pH = 12).

【0032】[0032]

【表1】 [Table 1]

【0033】化成処理性の評価は目視で行った。判定基
準は下記のとおりである。 ◎:化成処理皮膜に流れ模様および黒筋が発生していな
い場合。 ○:化成処理皮膜に流れ模様または黒筋が部分的に発生
している場合(鋼板表面積の5%未満)。 △:化成処理皮膜に流れ模様または黒筋が部分的に発生
している場合(鋼板表面積の5%以上)。
The chemical conversion treatability was evaluated visually. The criteria are as follows. ⊚: When the chemical conversion coating has no flow pattern or black streaks. ◯: When a flow pattern or black streaks are partially generated in the chemical conversion treatment film (less than 5% of the steel plate surface area). Δ: When a flow pattern or black streaks are partially generated on the chemical conversion coating (5% or more of the surface area of the steel sheet).

【0034】×:化成処理皮膜に流れ模様または黒筋が
全面に発生している場合。 さらに、化成処理皮膜のX線回折を行い、面比〔I(02
0 )/I(151 、241、311 )〕を調査した。なお、I
(020 )は(020 )面のピーク強度、I(151、241 、3
11 )は(151 、241 、311 )面のピーク強度を示す。
面比は、値が大きくなるほど、耐水二次密着性が低下す
ることが知られているため、化成処理皮膜の結晶につい
ての面比を合否の判定基準とした。
X: When a flow pattern or black streaks are formed on the entire surface of the chemical conversion treatment film. Further, the chemical conversion coating is subjected to X-ray diffraction, and the surface ratio [I (02
0) / I (151, 241, 311)] was investigated. Note that I
(020) is the peak intensity of the (020) plane, I (151, 241, 3
11) indicates the peak intensity of the (151, 241, 311) plane.
It is known that as the surface ratio increases, the secondary resistance to water resistance decreases, so the surface ratio of the crystal of the chemical conversion coating was used as the acceptance criterion.

【0035】〔めっき密着性試験〕得られためっき鋼板
をさらに40mm×40mmに切断した後、セロハンテープを貼
付け、セロハンテープを貼付けた面が内側になるように
試験片を90度曲げた後、折り返して元の平板とし、セロ
ハンテープを剥離し、セロハンテープに付着したZn量
(カウント値)を蛍光X線分析により求めた。
[Plating Adhesion Test] The obtained plated steel sheet was further cut into 40 mm × 40 mm, cellophane tape was attached, and the test piece was bent 90 degrees so that the surface on which the cellophane tape was attached was on the inside, It was folded back to form the original flat plate, the cellophane tape was peeled off, and the amount of Zn (count value) attached to the cellophane tape was determined by fluorescent X-ray analysis.

【0036】判定基準は下記のとおりである。 ◎:0〜200 CPS ( CPS:Counts Per Second ) ○: 201〜800 CPS △: 801〜1500 CPS ×:1501 CPS以上 得られた試験結果を、めっき浴組成および電解条件と併
せて表2に示す。
The judgment criteria are as follows. ◎: 0 to 200 CPS (CPS: Counts Per Second) ○: 201 to 800 CPS △: 801 to 1500 CPS ×: 1501 CPS or more The test results obtained are shown in Table 2 together with the plating bath composition and electrolysis conditions. .

【0037】[0037]

【表2】 [Table 2]

【0038】[0038]

【表3】 [Table 3]

【0039】表2から、本発明により、化成処理工程の
脱脂液の劣化(pH低下)時においても化成処理性に優れ
ためっき鋼板が得られることが分かる。
From Table 2, it can be seen that the present invention provides a plated steel sheet having excellent chemical conversion treatability even when the degreasing liquid in the chemical conversion treatment step deteriorates (pH decreases).

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明は、化成処理工程における操業変
動の影響を受けにくい化成処理性に優れたZn−Ni系合金
電気めっき鋼板を提供するものであり、その工業的意義
は大きい。
EFFECTS OF THE INVENTION The present invention provides a Zn—Ni alloy electroplated steel sheet which is excellent in chemical conversion treatability and is not easily affected by fluctuations in operation in the chemical conversion treatment step, and its industrial significance is great.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片桐 知克 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 朝比奈 秀一 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 望月 一雄 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tomokatsu Katagiri 1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba, Chiba Prefecture, Kawasaki Steel Corporation Technical Research Institute (72) Inventor Shuichi Asahina 1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba-shi (72) Inventor Kazuo Mochizuki, 1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba-shi, Chiba Kawasaki Steel Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 鋼板の少なくとも一方の面に、Ni含有率
が8〜18wt%で、Snおよび/またはInを合計量で5〜10
0ppm含有するめっき層を有することを特徴とするめっき
密着性および化成処理性に優れたZn−Ni系合金電気めっ
き鋼板。
1. A steel sheet having a Ni content of 8 to 18 wt% and a total amount of Sn and / or In of 5 to 10 on at least one surface of the steel sheet.
A Zn-Ni-based alloy electroplated steel sheet having excellent plating adhesion and chemical conversion treatability, which has a plating layer containing 0 ppm.
【請求項2】 鋼板にZn−Ni系合金電気めっきを行うに
際し、めっき浴中のNi2+濃度を10〜50g/l 、Zn2+濃度を
50〜200g/l、Ni2+/Zn2+のモル濃度比を0.05〜0.4 と
し、さらにSnおよび/またはInを合計量で0.05〜5ppm
含有せしめ、めっき浴pHを3.0 〜5.5 、浴温を70℃以下
として電気めっきを行うことを特徴とするめっき密着性
および化成処理性に優れたZn−Ni系合金電気めっき鋼板
の製造方法。
2. When performing Zn-Ni alloy electroplating on a steel sheet, the Ni 2+ concentration in the plating bath is 10 to 50 g / l and the Zn 2+ concentration is
50 to 200g / l, Ni 2+ / Zn 2+ molar concentration ratio is 0.05 to 0.4, and the total amount of Sn and / or In is 0.05 to 5ppm
A method for producing a Zn-Ni-based alloy electroplated steel sheet having excellent plating adhesion and chemical conversion treatment, characterized in that electroplating is carried out at a plating bath pH of 3.0 to 5.5 and a bath temperature of 70 ° C or less.
JP25606495A 1995-10-03 1995-10-03 Zinc-nickel alloy electroplated steel sheet excellent in plating adhesion and chemical convertibility Pending JPH0995795A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001205289A (en) * 2000-01-21 2001-07-31 Unitika Ltd Method for treating organic wastewater
US11499106B2 (en) 2018-11-26 2022-11-15 Shell Usa, Inc. Fuel compositions

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